無人機(jī)巡檢技術(shù)在輸電線路運(yùn)維中的應(yīng)用研究

關(guān)鑫

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無人機(jī)相對于人工巡視而言，范圍更加廣、更加全面，能從多角度進(jìn)行巡視，如果遇到雷擊等自然災(zāi)害造成的故障，無人機(jī)可以在空中及時發(fā)現(xiàn)故障位置，極大地提高了巡視效率和質(zhì)量，減少了巡視人員的工作量。基于無人機(jī)技術(shù)，電網(wǎng)運(yùn)維效果更加理想，加強(qiáng)無人機(jī)巡檢技術(shù)在輸電線路運(yùn)維中的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 無人機(jī)巡檢技術(shù)的優(yōu)勢

1.1 巡檢效率更高

傳統(tǒng)人工巡檢作業(yè)人員步行距離為檔距的3-4 倍，這意味著有70% 左右的巡檢時間是在路上，而無人機(jī)巡檢對應(yīng)的飛行速度是工作人員步行速度的10 倍以上，巡檢時間大大縮短。傳統(tǒng)的人工巡檢需要定期排查設(shè)備外觀是否完好、有無放電痕跡等信息，這是一個反復(fù)排查與核對的過程，無人機(jī)巡檢避免了重復(fù)性的現(xiàn)場巡檢排查，只需要提取重點(diǎn)部位照片。因此，與傳統(tǒng)人工巡檢對比，配電線路無人機(jī)巡檢效率更高[1]。

1.2 巡檢質(zhì)量更優(yōu)

對比人工巡檢，無人機(jī)巡檢質(zhì)量更優(yōu)。以往人工巡檢很大程度上取決于巡檢人員的巡檢經(jīng)驗(yàn)，缺乏巡檢經(jīng)驗(yàn)，缺陷判斷準(zhǔn)確性就會大打折扣。而無人機(jī)巡檢通過專業(yè)攝像設(shè)備進(jìn)行高空高清拍照、信息提取，便于缺陷精準(zhǔn)識別，減少了錯判與漏判情況。特別是重點(diǎn)部位的拍照反饋與缺陷識別，精準(zhǔn)度提升帶來了持續(xù)優(yōu)化的巡檢質(zhì)量。

1.3 巡檢成本降低

電力建設(shè)中不少線路架設(shè)在偏遠(yuǎn)山區(qū)，自然環(huán)境惡劣，地形復(fù)雜，人工巡檢難度大且危險(xiǎn)系數(shù)高，巡檢成本高。無人機(jī)巡檢擺脫了地形、環(huán)境的影響，其于有效飛行距離內(nèi)能實(shí)現(xiàn)配電線路及設(shè)備不同角度的照片拍攝，操作簡單，巡檢成本低。同時，無人機(jī)巡檢可以大大減輕巡檢人員工作量，巡檢人員近距離接觸設(shè)備。

2 無人機(jī)巡檢技術(shù)在輸電線路運(yùn)維中的應(yīng)用

2.1 全方位巡檢

在保證無人機(jī)優(yōu)良性能的基礎(chǔ)上，將其應(yīng)用于電力輸電線路巡檢中，能夠獲得理想的應(yīng)用效果，準(zhǔn)確快速地找到故障點(diǎn)，為故障處理提供幫助。無人機(jī)的硬件主要包含兩個部分，分別為地面站與機(jī)載，將可見光相機(jī)搭載于機(jī)載部分，能夠全方位拍攝電力輸電線路，獲得圖像，進(jìn)行視頻轉(zhuǎn)換，對信號傳輸及無線通信模塊進(jìn)行模擬，向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中發(fā)送所拍攝的圖像信息。以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和專業(yè)軟件為支持，巡檢人員可對圖像進(jìn)行實(shí)時化查看，依據(jù)無人機(jī)所拍攝圖像來對電力輸電線路的具體情況進(jìn)行分析和判斷，以保障電力輸電線路安全運(yùn)行。在電力輸電線路巡檢過程中，若存在特殊的巡檢要求，則可通過無人機(jī)的應(yīng)用來進(jìn)行巡檢，由巡檢人員操控遙控器，控制無人機(jī)的具體飛行路徑，從而躲避障礙物，精準(zhǔn)找尋故障點(diǎn)。在應(yīng)用無人機(jī)來開展電力輸電線路巡檢過程中，可結(jié)合實(shí)際需求來靈活調(diào)節(jié)可見光相機(jī)的焦距，保證目標(biāo)位置清晰化，提高無人機(jī)所拍攝圖像質(zhì)量，滿足電力輸電線路巡檢要求。待巡檢完畢后，可于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中保存無人機(jī)所拍攝的巡檢影像，能夠彌補(bǔ)人工巡檢操作的不足[2]。

2.2 異物清除

就電力輸電線路巡檢的整體情況來看，在實(shí)際工作中一旦有異物存在于輸電線路中，而并未在第一時間將其清除，則極易導(dǎo)致輸電線路出現(xiàn)故障，甚至存在一定觸電風(fēng)險(xiǎn)。一般情況下，由巡檢人員通過人工方式將異物清除，以防范故障問題的出現(xiàn)，但此種方式下存在一定安全風(fēng)險(xiǎn)，極易威脅到巡檢人員的生命健康，并且整個清除操作需要消耗較多的時間[3]。

3 工程實(shí)例分析

某地區(qū)存在一條輸電線路，整體的長度為2463km，其中當(dāng)前進(jìn)行了57 座變輸電所的安裝，附近的地理環(huán)境相對較為復(fù)雜，因?yàn)檫@一地區(qū)所處在的環(huán)境十分的惡劣并線路進(jìn)行建設(shè)的時間相對比較久，所以產(chǎn)生材料設(shè)備老化的情況比較多，并且風(fēng)災(zāi)和雷擊閃絡(luò)等產(chǎn)生的故障經(jīng)常會出現(xiàn)，這樣的一種情況也對當(dāng)?shù)氐暮侠碛秒姰a(chǎn)生影響。當(dāng)前這一地區(qū)的電力維修大隊(duì)僅有15 名工作人員，負(fù)責(zé)所有線路進(jìn)行的巡檢工作，其中有非常多的線路路過了繁華城區(qū)和丘陵區(qū)等，這樣的情況使得線路巡檢工作出現(xiàn)了人力資源不足和工作壓力相對較大等多種問題，特別是在一些天氣較為復(fù)雜的情況下工作壓力不斷的提升，無法使得正常用電得到保證，所以，需要找到一種切實(shí)可行的的輸電線路巡檢方式當(dāng)前已經(jīng)成為了工作人員關(guān)注的核心內(nèi)容。針對當(dāng)前輸電線路巡檢的相關(guān)情況，有關(guān)人員給出了一種進(jìn)行無人機(jī)巡檢的方式，所使用的一種無人機(jī)巡檢系統(tǒng)過程中主要涉及到了圖像采集識別功能和GIS 系統(tǒng)以及紅外線熱成像系統(tǒng)以及信息傳遞處置系統(tǒng)等；當(dāng)前的工作平臺其中涉及到了杭電系統(tǒng)和起降系統(tǒng)以及地面保障系統(tǒng)等[4]。

本次項(xiàng)目里可以看出，無人機(jī)并不會受到地理?xiàng)l件的制約，在災(zāi)害出現(xiàn)之后能夠直接抵達(dá)現(xiàn)場，其具備非常嚴(yán)格的工作效率，因此在雪災(zāi)和雷暴還有風(fēng)災(zāi)等一系列的自然災(zāi)害出現(xiàn)之后及時將無人機(jī)設(shè)備直接對于輸電線路完成有效的巡檢，了解受災(zāi)地區(qū)當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)際情況，在有效的完成搶修維護(hù)隊(duì)伍安置的基礎(chǔ)上，使用這樣的方式為電力搶修工作提供所需要的圖像信息資料支持，使得工作質(zhì)量得到保證，其節(jié)約了大量的時間。

4 注意事項(xiàng)

輸電線路檢修是電力線路運(yùn)檢工作必不可少的環(huán)節(jié)。用無人機(jī)巡檢，縮短工作時間由1h 縮減至15min。應(yīng)用無人機(jī)巡檢時，應(yīng)注意：

（1）清除電力輸電線路上纏繞的塑料、遮陽網(wǎng)、編織帶、廣告布、風(fēng)箏及風(fēng)箏拉繩等異物時，攜帶噴火裝置精準(zhǔn)方便燒除異物。

（2）避免人工檢修時作業(yè)人員費(fèi)事費(fèi)力地登桿塔工作和作業(yè)人員在輸電導(dǎo)線上坐飛車移動取異物的危險(xiǎn)。

（3）避免傳統(tǒng)輸電線路異物清除時線路停電的要求。

5 結(jié)語

輸電線路運(yùn)行狀況是否穩(wěn)定直接影響著電網(wǎng)安全高效運(yùn)行，然而，輸電線路通道大多處于茂密山林區(qū)、繁華城鎮(zhèn)區(qū)，多跨越高速公路、高速鐵路和重要通道，僅憑人工的方式進(jìn)行巡檢工作難度大、效率低且風(fēng)險(xiǎn)高。這就需要運(yùn)用無人機(jī)巡檢技術(shù)，進(jìn)而提升輸電線路運(yùn)維的效果。